[发明专利]大直径盾构隧道扩挖建造地铁车站的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大直径盾构隧道扩挖建造地铁车站的方法，属于地下建筑工程技术领域。

背景技术

目前，北京地铁的施工方法主要有明挖法、浅埋暗挖法和盾构法。地铁区间施工一般采用盾构法；车站一般采用明挖法或浅埋暗挖法施工。区间盾构法施工往往受车站施工的限制，使得盾构法的优势不能充分发挥，造成地铁线路施工工期的延长和施工成本的提高。

随着北京轨道交通线网的加密，地铁工程建设面临越来越复杂的环境：道路狭窄、地面交通繁忙、大量的周边邻近建(构)筑物、密集的地下管线等。这些复杂的建设环境给地铁工程的建造带来巨大的障碍，可能导致地铁线路布置困难、施工风险加大；同时对地铁施工方法也提出了更为严格的要求。特别是在无法实现单洞单线区间线路布置、要求施工对周围环境影响小的地铁工程中，应探寻适宜的新的施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于城市复杂建设环境下地铁车站建造的全新方法，即在大直径盾构隧道基础上，采用浅埋暗挖法扩挖施工地铁车站。本发明充分发挥盾构法和浅埋暗挖法的优势，可实现在城市复杂建设环境下快速、高效和经济地建造地铁工程。

目前，浅埋暗挖法主要包含以下几种：中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、双侧壁导洞法、洞桩法等。

以浅埋暗挖法中的洞桩法为例，本发明的具体施工方法包括如下步骤：

（1）大直径盾构施工通过车站，在车站范围内拼装车站用大直径盾构管片；

（2）在大直径盾构隧道内施作底梁-矩形柱-顶梁，并架设临时支撑；

（3）采用洞桩法对称扩挖施工站台隧道上部，包括开挖导洞隧道、桩施工和上部初支扣拱，架设临时支撑和临时中隔板；

（4）对称拆除大直径盾构隧道上部管片、部分导洞隧道和部分临时支撑，进行上部二次衬砌扣拱；

（5）倒换临时支撑，拆除临时中隔板，开挖站台隧道下部土体至基底，并拆除大直径盾构隧道下部管片；

（6）施作站台隧道下部二次衬砌；

（7）拆除临时支撑，施作站台板，完成车站结构施工。

上述的技术方案，在导洞隧道开挖前在周边提前注浆，站台隧道开挖前做超前支护；所述大直径盾构管片为通缝拼装，所述管片采用便于拆卸的分块型式，并在所述管片的内、外弧面上预埋钢板。

以浅埋暗挖法中的洞桩法为例，本发明在施工过程中要求做到：

（1）在车站范围内大直径盾构管片必须通缝拼装，管片分块型式要便于其拆卸，管片上需预埋钢板便于与初支、临时支撑等结构连接；

（2）在大直径盾构隧道内架设的临时支撑需满足强度和稳定性要求，限制盾构管片的变形；

（3）导洞隧道开挖前在周边要提前注浆，站台隧道开挖前要做超前支护。土体开挖时，要注意对称开挖，并保留一定的台阶长度，同时要架设临时支撑和临时中隔板，初支扣拱一定要及时，满足控制地层变形和稳定性要求；

（4）在导洞内向下施作桩，需满足桩径、桩长和间距的要求；

（5）大直径盾构管片的拆除应自上而下，按分块构造随着开挖土体时逐次拆除，拆除时应保证整个结构体系的安全。必要时采用专门的拆除设备和仪器、增加临时支撑等措施。管片拆除后，要安全运输离开施工场地；

（6）二次衬砌扣拱在拆除大直径盾构管片上部后需及时施作，保证施工安全；

（7）注意倒换临时支撑的时机，确保二次衬砌扣拱后最长临时支撑架设在二次衬砌扣拱底端。

以浅埋暗挖法中的洞桩法为例，在整个施工过程中，施工方法的具体控制：

（1）通缝拼装大直径盾构管片，保证含有预埋钢板的管片位置准确；

（2）导洞隧道周边注浆范围和强度，站台隧道上方超前支护的强度；

（3）桩径、桩长和间距；

（4）临时支撑的强度和稳定性；

（5）站台隧道初支和二衬扣拱的稳定性；

（6）大直径盾构管片拆除后结构体系的稳定性。

同时，本发明还可采用交叉中隔壁法（CRD法）扩挖施工双连拱车站，在施工过程中，除了没有桩施工外，其他的主要控制项目和内容与洞桩法基本一致。

以浅埋暗挖法中的交叉中隔壁法（CRD法）为例，本发明在大直径盾构隧道扩挖建造地铁车站时的具体施工方法包括如下步骤：

（1）大直径盾构施工通过车站，在车站范围内拼装车站用大直径盾构管片；

（2）在大直径盾构隧道内施作底梁-矩形柱-顶梁，并架设临时支撑；

（3）采用CRD法对称扩挖施工站台隧道，架设初支、临时支撑和临时中隔板；